某熱電聯產機組向機場冷熱聯供項目分析

摘要：本文介紹了某熱電聯產機組向機場冷熱聯供項目的情況，作為獨立區域用戶綜合能源供應方案的參考。

1.背景

北方地區集中供熱是普遍需求，國家已有清潔能源供熱實施方案，利用熱電聯產機組進行集中供熱是最經濟成熟的方案。但在熱電機組冷熱聯供上，受限于用戶需求、配套設施、冷熱規模等因素，成熟的案例和經驗較少。本文介紹了某熱電聯產機組向機場冷熱聯供項目的情況，作為區域用戶綜合能源供應方案的參考。

2.項目概況

某電廠建設2×300MW空冷供熱機組，于2012年1月投產發電。鍋爐為亞臨界壓力、一次中間再熱、單爐膛、自然循環、平衡通風、固態排渣、汽包型燃煤鍋爐。汽輪機為亞臨界蒸汽參數、一次再熱、單軸雙缸雙排汽采暖抽汽凝汽式空冷機組。目前電廠供熱熱負荷為696MW，充分利用余熱改造后供熱能力達到776MW。

距離電廠10km處有一大型民用機場，機場航站樓面積為8萬平方米。機場分為航站區、機務區和生活區。現狀供熱面積包括航站樓、辦公樓、餐廳、公寓、物流公司、油料公司、幼兒園、酒店等共計61.4×104平方米，供熱負荷46.6MW;現狀供冷面積包括航站樓、貴賓樓、餐廳、酒店等共計11.9×104平方米，供冷負荷16.4MW。

采暖期天數151天，夏季制冷天數153天。

機場現狀有2個熱源點：機務區鍋爐房設3×6t/h熱水鍋爐;動力區能源站鍋爐房設2×20t/h熱水鍋爐和2×20t/h蒸汽鍋爐、動力區能源站制冷站內現有制冷量為3×5.82MW蒸汽驅動型溴化鋰熱泵+3臺LRS冷卻塔。

由于環保原因，機場2個熱源點準備拆除，由電廠向機場提供冷熱負荷供應。

3.機場冷熱聯供方案和分析

3.1 冷熱負荷確定

1）夏季空調制冷供熱負荷

依據現場資料，機場現狀供冷面積11.9×104m2，最大供冷負荷16.4MW;機場規劃供冷面積21.9×104m2，規劃設計供冷負荷為31.4MW。本工程冷源擬利用熱水型溴化鋰空調冷水機組，機組COP=0.7，驅動熱源為電廠提供的120/70℃高溫熱水，因此空調制冷耗熱負荷為44.9MW。本項目夏季空調熱負荷按44.9MW計算。

2）冬季采暖熱負荷

根據現場資料，機場現有供熱面積61.4×104㎡，供熱負荷46.6MW，預計新增面積40×104 ㎡;規劃供熱面積共計101.4×104㎡，規劃設計供熱負荷79.6MW。本項目冬季采暖設計熱負荷按79.6MW 計算。

3.2 供熱管網參數

本工程采用熱水作為載熱介質為機場提供冷熱聯供的熱源，供熱管道夏季和冬季運行天數共計302天，夏季供/回水溫度為120/70℃，冬季供/回水溫度為110/50℃。

管道敷設需要綜合考慮全年運行工況。根據計算，選用DN500供熱管網主干線由電廠圍墻外一米接出，敷設至機場與其原有管網相連，管網主干線長度約10km。

3.3 末端改造方案

1）動力區制冷站改造

本工程由于制冷機的熱源由0.8MPa蒸汽改為120℃高溫熱水，將原制冷機房內3臺蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組更換為3臺熱水型溴化鋰吸收式冷水機組。制冷主機更換后，冷卻水流量增加，更換冷卻水泵和冷卻塔，制冷系統沿用原系統。

夏季制冷站利用熱水驅動型溴化鋰吸收式冷水機組供冷，驅動熱水由電廠提供，進出口溫度為120/70℃;通過溴化鋰吸收式冷水機組驅動后制出冷凍水，冷水進出口溫度為12/7℃;冷水機組產生的余熱通過冷卻水送至冷卻塔排放到大氣中，冷卻水進出口溫度32/37℃。

2）熱力站

熱力站負責采暖熱負荷的交換和分配，熱力站原有的老舊管式換熱器更換為板式換熱器。

在熱力站中，電廠提供的熱力網110℃的高溫供水經板式換熱器換熱后水溫降為50℃，回到熱力網回水管回至電廠;用戶側熱水供熱管網45℃的回水經板式換熱器加熱后水溫提高到70℃供用戶采暖用熱。

4.結論

從上述項目方案中可以看出：

1）機場作為區域相對獨立的用戶，就現狀需求來看，其冷、熱負荷用能功率相當，適合統一考慮冷熱聯供。

2）冷熱聯供項目中，末端采用熱水型溴化鋰機組是適合的。采用120/70℃供回水作為制冷機的熱源參數，可以與供熱系統很好的匹配。

3）以本項目為例，獨立區域供熱項目考慮供冷后，年供熱量和年收益增加50%以上。

4）本案例適合冷熱負荷相當的區域，如機場、高鐵站、商務區等。

趙耀華，男，1983年10月生，山西洪洞人，高級工程師，現就職于中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司。